钒钛磁铁矿球团灾难性膨胀及其消除办法的研究

某些高品位铁精矿球团在用气体(H_2或CO或其混合物)还原时发生所谓的灾难性膨胀的问题,早已多有报道.以钒钛磁铁矿为原料的球团的还原膨胀性质的研究尚未进行过.为解决钒钛磁铁矿球团竖炉直接还原过程中发生的灾难性膨胀问题,在实验室中用光学投影法研究了氧化钠化球团还原时的特性.不附加任何添加剂的氧化球团(TY)升温还原到550～750℃时发生正常膨胀,最大线膨胀率为4～7%.添加5～6%芒硝的氧化球团(6NTY)在同样条件下发生灾难性膨胀,最大线膨胀率15～30%,膨胀后的球团严重粉化,一触即溃.但6NTY球团在高于～1100℃恒温还原时,仅作正常膨胀.用控制气体还原位的方法分步还原实验结果表明,6NTY球团的灾难性膨胀及TY球团的正常膨胀都是发生在赤铁矿-磁铁矿转变阶段,这与国外研究者提出的在浮土体-金属铁阶段生成的铁须导致球叫灾难灶膨胀的观点不同.用弱还原性气氛(例如CO/CO_2=1/99的还原气体)对球团作磁铁矿化处理,消除了赤铁矿,从而完全消除了灾难性膨胀.磁铁矿化球团(6NTM, 6NTYM, 6NTYVM)的还原膨胀值仅～1.5%,相当于球团的热膨胀值.提出了磁铁矿化指标α=Fe~(3+)/TFe-0.70TiO_2作为事先检验球团还原膨胀性质的判据.研究结论已为四川省冶金研究所进行的扩大试验结果所证实.     

攀枝花球团矿的还原膨胀性能的研究

本文记叙了攀枝花氧化球团、钠化球团和水浸提钒球团还原热膨胀性能测定的实验室研究工作,为氧化球团高炉冶炼、钠化球团竖炉直接还原及水浸提钒高炉冶炼等工艺流程试验提供了必要的理论依据。本文认为判断正常膨胀和异常膨胀,除考虑最大线膨胀率和体积膨胀率外,应重视膨胀后的物理状态。氧化球团属正常膨胀,适于高炉冶炼;氧化钠化球团和水浸提钒球团为异常膨胀,不适于竖炉还原或高炉冶炼。 500℃至700℃间球团急剧膨胀发生在α—Fe_2O_3还原为Fe_3O_4阶段,钠盐对膨胀起着催化和粉化作用。钠化球团先磁化焙烧,水浸提钒球团采用预还原法,都是消除异常膨胀的有效措施,以保证竖炉还原或高炉冶炼的正常进行。     

三种球团膨胀率计算方法的比较

为研究计算方法对直径法测量球团体膨胀率的影响,对3种计算方法进行了分析和比较。研究结果表明,在球团线膨胀率（同一球团膨胀尺寸与膨胀前的直径之比）不变的情况下,随膨胀前球团直径波动范围的扩大,通过3种方法计算所得体膨胀率相差越来越大,但大小对比关系变化甚微;在膨胀前球团直径波动范围不变的情况下,随线膨胀率波动范围的扩大,在3种计算方法中,方法3和方法1取得最大最小值的次数越来越多,三者间的差异也越明显。     

三种球团膨胀率计算方法的比较

为研究计算方法对直径法测量球团体膨胀率的影响,对3种计算方法进行了分析和比较。研究结果表明,在球团线膨胀率（同一球团膨胀尺寸与膨胀前的直径之比）不变的情况下,随膨胀前球团直径波动范围的扩大,通过3种方法计算所得体膨胀率相差越来越大,但大小对比关系变化甚微;在膨胀前球团直径波动范围不变的情况下,随线膨胀率波动范围的扩大,在3种计算方法中,方法3和方法1取得最大最小值的次数越来越多,三者间的差异也越明显。     

钠、钛对钒钛磁铁矿钠化氧化球团低温还原粉化的影响

本文用化学配制的方法,摸拟攀枝花矿钠化球团混合料的配比,对不同配比试样进行还原膨胀测定及球团显微结构的观察,弄清了钠、钛并存是攀枝花钒钛磁铁矿钠化球团产生灾难性膨胀的主要原因     

铁矿球团还原膨胀机理及影响因素的研究进展

 铁矿球团在还原过程中通常会伴随体积的膨胀,如果发生异常膨胀或恶性膨胀则会严重妨碍炼铁生产的顺行。开展铁矿球团还原膨胀机理和影响因素研究,有利于制备出低还原膨胀率球团,改善高炉运行状况。从物相转变、铁晶须生长、还原反应速率以及碳沉积等方面归纳了引发铁矿球团还原膨胀的机理。指出了生产工艺制度、熔剂、杂质元素以及还原气氛等因素对球团还原膨胀产生造成的影响,并针对不同影响因素的还原膨胀抑制方法进行了简要评述。     

球团矿恒温和升温直接还原膨胀行为试验

 将球团矿分别在900 ℃恒温和升温试验条件下还原,研究了球团矿的还原膨胀行为;分析了2种温度条件下球团膨胀机理;对比了2种条件下的试验结果,观察分析了还原后球团的外观和微观组织形貌,得到了导致2种温度条件下球团膨胀差异的原因。研究结果表明：恒温还原球团的最大膨胀值为18.3%,升温还原时为8.3%,恒温还原球团的膨胀行为更加明显;裂纹和气孔的形成以及金属铁的析出形态差异是造成膨胀差异的主要原因。由此得出,为了得到与实际生产相近的还原膨胀行为,球团矿应该在升温条件或模拟的生产条件下进行还原试验。     

白马铁精矿酸性球团的研究

在实验室条件下探索了白马铁精矿的成球性能与氧化球团的适宜焙烧制度;研究了白马矿酸性球团的还原性能,还原膨胀性能及熔融滴落特性。试验表明,白马矿酸性球团的冶金性能良好,如果和钒钛烧结矿配合使用,将是高炉的一种合理炉料组成。     

球团配加镁橄榄石代替氧化镁粉应用分析

为了探索镁橄榄石在国内钢铁企业球团中应用的可能性,文章首先分别选取国内钢厂使用的氧化镁粉及国外钢厂使用的镁橄榄石进行造球、球团预热焙烧及冶金性能分析实验,随后针对两种球团进行了球团成本计算及经济效益分析。结果表明,与氧化镁粉球团相比,镁橄榄石球团品位及生球强度有所降低但幅度不大,镁橄榄石球团成品球抗压强度、还原膨胀性能和还原粉化性能等高温冶金性能与氧化镁粉球团性能相近甚至优于氧化镁粉球团。其次,采用镁橄榄石取代球团中氧化镁粉可降低球团原料成本5.903元/t,综合考虑球团品位降低对球团价格的影响,以年产400万t的球团厂为例,销售镁橄榄石球团矿仍可增加利润561.2万~961.2万元/a。     

图像技术在球团方面的应用及未来发展方向

<正>图像技术在球团中的应用集中在成品球团矿平均粒度在线检测、球团矿还原膨胀测定和回转窑生产氧化球团时窑内温度的在线监测等。图像技术在球团生产的应用还不是很广泛,目前仅局限于成品球团矿平均粒度检测、球团矿还原膨胀测定以及回转窑内部球团和烟气温度测定。未来发展方向应该更多地着眼于整个球团的     

湛江钢铁球团生产技术实践

国内球团行业基本以生产酸性球团矿为主,为了满足用户需求,湛江钢铁球团设计生产碱性球团。碱性球团生产需重点关注原料质量、风热平衡及膨胀指数等关键指标,而市场上低硅、低碱金属及磁铁矿资源的极度匮乏导致控制难度进一步加大。总结了湛钢球团500万t/a链篦机—回转窑生产线采用高比例赤铁矿生产氧化球团的情况,通过不断摸索和技术攻关,现已基本实现碱性球团的连续稳定生产并首次月达产,成功将低硅烧结粉应用于球团生产,并利用碱性球团生产线开发出酸性球团产品。     

膨润土质量指标对球团性能的影响

以膨润土质量指标对球团用膨润土进行了质量评价,并提出现行质量指标与球团性能的关系,得知膨润土的大吸水率和强的膨胀容指标在一定程度上弥补了蒙脱石含量低带来的不足,明显改善了生球及成品球团的抗压强度,但单一的吸水率或蒙脱石指标与球团性能并没有一一对应的关系。三种膨润土中ZYHD膨润土的稳定性优于FS膨润土。     

太和钒钛磁铁精矿钠化氧化球团还原膨胀的研究

本文对太和钒钛磁铁精矿加钠和不加钠焙烧球团的还原膨胀进行了研究。两类球团的主要物相组成均为赤铁矿和铁板钛矿。低温还原过程中,球团的膨胀主要发生于赤铁矿向磁铁矿的还原阶段。通过测试发现,还原球团中磁铁矿的微区应力随赤铁矿钛固溶量的增加而增大。由于钠盐的作用,钠球赤铁矿的钛固溶量较同温度焙烧的白球的要高1％,因此钠球还原球团的微区应力较大。俄歇谱分析表明,钠球中,元素Na、V、Si在晶界偏析,这造成球团晶间强度的大大降低。由于强度的降低和微区应力的增大,钠球在低温还原时,结构严重破坏,产生异常的还原膨胀。     

球团矿还原膨胀的研究

包头白云鄂博矿碱金属含量高,球团还原膨胀率高,给高炉冶炼带来很大困难。本文使用秘鲁矿和包头矿球团进行了实验。当K_2O含量增至1％时,膨胀率由7.3％增至30.19％。此外,还研究了各种因素对球团还原膨胀率的影响及K_2O对铁矿石还原膨胀的影响。     

八钢土球团矿相分析

对八钢自产土球团进行了矿相鉴定,并分析了其冶金性能,认为抗压强度低,还原粉化还原膨胀高是影响八钢土球团质量的重要因素。建议选择适宜的造球物料组成工艺和操作制度改善球团的冶金性能、提高球团质量。     

MgO、F、碱金属对球团矿相组织的影响

因为白云鄂博铁精矿球团含有较多的碱金属和氟,从而产生异常还原膨胀,而添加MgO可以有效抑制其还原膨胀,但是MgO的添加势必影响球团的矿相组成.目前研究多注重MgO、F、碱金属中某一单因素对球团物相的影响,而对3者共同作用于球团物相的影响还缺乏深入研究.采用正交试验的方法研究了(K2O+Na2O)、CaF2和MgO对赤铁...     

包钢含碳球团外滚煤粉焙烧的初步研究

包钢现有一台从日本引进的年产110万吨的带式球团焙烧机,目前是使用自产低氟铁精矿和外购铁精矿生产球团矿。包钢普通铁精矿中含有较多的氟和碱金属,致使在球团的焙烧过程中,氟挥发造成车间和大气的污染;且球团还原膨胀严重、还原强度低,质量较差,难以满足高炉生产的要求。我们认为用包钢普通铁精矿生产球团矿时,出现质量不佳和氟污染等问题,都和生产氧化球团有密切的关系。倘若不生产氧化球团,而是生产高FeO球团,则有可能显著地抑制球团的还原膨胀和氟的污染。为此,我们提出:“包钢内配碳球团外滚煤粉焙烧,生产高FeO球团新工艺”的研究课题。     

钾、钠、氟、钙对球团还原膨胀的影响

我国大多数铁精矿生产的球团矿,还原膨胀率均在高炉正常生产所允许的范围之内,而包头精矿球团却呈现异常膨胀,影响了高炉的正常生产。包头铁精矿球团,既含K、Na,又含F,还有较高的Ca。为了弄清K、Na、F、Ca各自对球团还原膨胀的影响,根据包头精矿的特点,就上述问题进行了探讨。     

球团矿还原膨胀机理研究概况

介绍了国内外研究球团矿还原膨胀机理的主流观点,并针对分析了影响球团矿膨胀的诸多因素。在综合大量现场研究结果后,探究了含镁添加剂对于球团矿冶金性能的影响。最后,指出了从球团矿还原全过程出发,添加MgO对球团还原膨胀性能影响机理研究的可行性与重要性。对建立特殊矿球团生产新理论具有重要的科学意义。     

带式焙烧机工艺高硅镁质熔剂性球团制备特性

本文以高品位磁铁精矿(O矿)、高镁磁铁精矿(K矿)和高硅赤铁矿粉(Y矿)为原料,根据某钢厂现场原料配比40%O矿+20%K矿+40%Y矿,在实验室开展模拟带式焙烧机工艺的高硅镁质熔剂性球团制备特性研究,揭示了二元碱度(CaO/SiO₂为0.5～0.9)对球团焙烧特性、成品球团冶金性能(还原度RI、还原膨胀指数RSI和动态法低温还原粉化指数LTD_{+3.15 mm})和矿相学特征的影响规律。结果表明：提高球团碱度有利于改善球团焙烧和冶金性能,在0.5～0.9的碱度范围内,球团的还原度≥65.38%、还原膨胀指数15%、动态低温还原粉化性能优良(≥98.88%)。矿相分析结果表明,所制备高硅镁质熔剂性球团的固结形式主要为Fe₂O₃再结晶,提高碱度利于形成更多液相从而促进固结,降低球团孔隙率,从而生产出性能良好的成品球团。本研究将为工业生产实践提供有力支撑和重要借鉴。